数控铣加工与编程 03数控铣削编程与加工资源

1、项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工数控铣削编程与加工数控铣削编程与加工项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工项目任务项目任务图3.1八角凸模板 如图3.1所示，已知毛坯规格为80 mm 80mm 20mm，材料为45钢，毛坯六面已加工，要求编制八角凸模板零件加工程序并完成零件的加工。项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工相关知识相关知识一、轮廓加工的工艺一、轮廓加工的工艺1.1.轮廓加工方案的选择轮廓加工方案的选择 轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，主要采用立铣刀加工，为保证加工面光滑，刀具应沿轮廓线切线切入与切出。粗铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达IT11IT13级

2、，Ra6.325m；精铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达IT8IT10级，Ra1.66.3m。2.2.顺铣和逆铣的选择顺铣和逆铣的选择 轮廓铣削有顺铣和逆铣两种方式，如图3.2所示，铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相同时称为顺铣，相反时称为逆铣。图3.2顺铣和逆铣项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工 顺铣与逆铣的选择方法如下： （a）顺铣有利于提高刀具的耐用度和工件装夹的稳定性，但容易引起工作台窜动，甚至造成事故。顺铣的加工范围应是无硬皮的工件表面。精加工时，铣削力较小，不容易引起工作台窜动，多用顺铣。同时顺铣时无滑移现象，加工后的表面比逆铣好。对难加工材料的铣削，采用顺铣可以减少切削变形，

3、降低切削力和功率。 （b）逆铣多用于粗加工，在铣床上加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时，一般采用逆铣。 （c）对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料来说，建议采用顺铣加工，以利于降低表面粗糙度值和提高刀具耐用度。相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工二、刀具半径补偿指令二、刀具半径补偿指令指令格式：G41/G42 G01/G00 X-Y-D-G41/G42 G01/G00 X-Y-D- G40 G01/G00 X- Y- G40 G01/G00 X- Y- 说明：（1）G41、G42分别指刀具半径左补和右补（如图3.3所示）；图3.3刀具半径补偿相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓

4、的加工 （2）G40为取消刀具半径补偿。 （3）D为刀具半径补偿地址。例D01表示刀具半径补正地址为01号，如D01=5，则表示补正值为5mm。D01的设置如图3.4所示（在JOG方式OFFSET界面，番号001行，形状D列）。图3.4刀具半径补偿D01的设置相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工 （4）一般情况下，刀具半径补偿值为正值，但若取负值，则会引起G41和G42的相互转化。 例：直径为10mm的刀具加工如图3.5所示的零件，试用刀具半径补偿指令进行编程程序如表3.1所示。图3.5刀具半径补偿编程相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工表3.1刀具半径补偿编程顺序

5、号程序注释N10G54 G90 G17 G40建立加工坐标系N20M03 S1000N30G00 X-35 Y-50A点定位N40G41 G01 X-35 Y-40 F100 D01AB建立刀补N50Y35BC沿切线切入加工N70X30切削到D点N80G02 X35 Y30 R5 圆弧切削到E点N90G01 Y-30切削到F点N100G02 X30 Y-35 R5圆弧切削到G点N110G01 X-40 GH沿切线切出N120G40 G00 X-50Y-35HI取消刀补N130G00 Z100抬刀N140M05N150M30相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工注意： （1）刀具只有

6、在平面内直线运动时，才可建立或取消刀具半径补偿，在圆弧运动时，不能建立或取消刀具半径补偿。 （2）建立刀具半径补偿的程序段，一般应在切入工件之前完成；取消刀具半径补偿的程序段，一般应在切出工件之后完成，否则都会引起过切现象。 (3)使用刀具半径补偿编程时，不必考虑刀具的半径，直接按零件图样的尺寸进行编程。在加工时按图3.4所示，在D01中直接输入刀具半径值5即可。 (4)刀具半径补偿建立段和取消段直线长度应大于补正值（如本例应大于5mm），否则在加工时系统会报警。 （5）具有刀具补偿时要先进行坐标旋转才可进行刀具半径补偿和刀具长度补偿；在有缩放功能时，要先缩放后旋转，各指令排列顺序如下： G5

7、1G51 G68 G68 G41/G42 G41/G42 G40 G40 G69 G69 G50G50相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工刀具半径补偿的应用刀具半径补偿的应用 （1）应用刀具半径补偿指令加工时，刀具中心始终与零件轮廓相距一个刀具半径值。当刀具磨损时，刀具半径变小，只需在刀具半径补正D地址处输入改变后的刀具半径，不必修改程序即可。 （2）应用刀具半径补偿功能，可实现利用一把刀具、同一个程序对零件进行粗、精加工。如图3.6，设粗加工余量为R + ，则把R +值输入到对应的D地址中，即可进行粗加工。设精加工余量为R，则把R值输入到对应的D地址中，即可进行精加工。图3.6

8、刀具半径补偿的应用相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工三、刀具长度半径补偿指令三、刀具长度半径补偿指令 使用刀具长度补偿功能，在编程时可不必考虑刀具实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。指令格式：G43/G44 G01/G00 Z-H-G43/G44 G01/G00 Z-H- G49 G01/G00 Z- G49 G01/G00 Z- 相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工图3.7刀具长度补偿相关知识相关知识说明： (1)G43、G44分别指刀具长度的正补和负补，如图3.7所示。 (2)G49取消刀具长度补偿。项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工图3.8刀具长度补偿设置相关

9、知识相关知识 (3)H为刀具长度补正地址。例H01表示刀具长度补正地址为01号，如 H01=15，则表示补正值为15mm，H01的设置如图3.8所示（在JOG方式OFFSET界面，番号001行，形状H列）。项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工 （4）一般情况下，刀具长度补偿值为正值，但若取负值，则会引起G43和G44的相互转化。例：如图3.9所示，试用刀具长度补偿指令进行编程。图3.9刀具长度补偿指令编程相关知识相关知识假设H01=5 H02=4程序：N10 G00 Z30N20 G01 Z15 F100 N30 X30 N40 G43 G01 Z15 H01（刀具实际位置Z20）N50 G01

10、 X60N60 G44 G01 Z15 H02（刀具实际位置Z11）N70 G49 G01 Z30 (取消刀具长度补偿)项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工注意： (1)刀具通常在下刀和提刀直线运动时才可建立或取消刀具长度补偿。 (2)补正地址号改变时，新的补正值并不加到旧的补正值上。例：设H01=10 H02=20 则G43 Z100 H01(Z向移动到110mm) G43 Z100 H02(Z向移动到120mm) (3)也可采用G43H00或G44H00取消刀具长度补偿。刀具长度补偿的应用刀具长度补偿的应用 （1）使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸

11、。 （2）当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。相关知识相关知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工项目实施项目实施一、制定零件加工工艺一、制定零件加工工艺1.1.零件结构及技术要求分析零件结构及技术要求分析 （1）零件加工内容有正方形、圆柱体和八角形凸台，尺寸要求较高； （2）零件需粗铣、半精铣和精铣；项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工2.2.零件加工工艺及工装分析零件加工工艺及工装分析 （1）零件用平口虎钳装夹，伸出钳口12mm左右； （2）加工方法及刀具选择： 1）粗铣采用20mm粗立铣刀粗铣正方形外轮廓，留 0.50mm 单边

12、余量；粗铣八角形凸台，留 0.50mm 单边余量；粗铣圆柱体，留 0.50mm 单边余量。 2）半精铣采用20mm精立铣刀半精铣八角形凸台、圆柱体、正方形外轮廓，留 0.10mm 单边余量. 3）精铣采用20mm精立铣刀实测工件尺寸，调整刀具参数，精铣八角形凸台、圆柱体、正方形外轮廓项目实施项目实施项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工3.3.数控加工工序卡数控加工工序卡 填写如表3.2所示的数控加工工序卡。 3.2八角凸模板零件数控加工工序卡数控加工工序卡片工序号工序内容单位零件名称零件图号材料夹具名称使用设备八角凸模板2-3-145#钢平口虎钳数控铣床工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速

13、(r.min-1)进给速度(mm. min -1)背吃刀量mm备注1粗铣T0120粗立铣刀12008052半精铣T0220精立铣刀15001000.13精铣T0220精立铣刀1800120编制审核批准第 页共 页项目实施项目实施项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工二、编制数控加工程序二、编制数控加工程序 如图3.1所示的零件，选取工件上表面中心为编程原点，FANNUC 0i M系统数控铣削加工程序如表3.3所示。表3.3 FANUC 0i M数控加工程序顺序号程序注释O3333程序名N10G17G40G49G80安全指令N20G54G90G00X0Y0建立G54工件坐标系N30G43H01Z10

14、0调用刀具长度补偿N40M03S1200N50G00Z30N60G00X-33Y-50N70Z5M08N80G01Z-5.25F200N90G41G01X-32.5Y-32.5D01F80调用刀具半径补偿铣削正方形外轮廓至5.25mmN100Y32.5N110X32.5N120Y-32.5N130X-32.5项目实施项目实施项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工N140G40G00X-33Y-50取消刀具半径补偿N150G01Z-10.5F200N160G41G01X-32.5Y-32.5D01F80调用刀具半径补偿铣削正方形外轮廓至10.5mmN170Y32.5N180X32.5N190Y-32

15、.5N200X-32.5N210G40G00X-33Y-50取消刀具半径补偿N220G00Z10N230G00X-33Y-40N240Z5N250G01Z-3.5F200N260G41G01X-22.5Y0D1F50调用刀具半径补偿铣削八角形凸台至3.5mm项目实施项目实施项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工N270G01X-15.908Y15.908N280X0Y22.5N290X15.908Y15.908N300X22.5Y0N310X15.908Y-15.908N320X0Y-22.5N330X-15.908Y-15.908N340X-22.5Y0N350G40G00X-33Y40取消刀具

16、半径补偿项目实施项目实施项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工N360G00Z10N370X-33Y-40N380Z5N390G01Z-7F200N400G41G01X-22.5Y-50D01F80调用刀具半径补偿铣削圆柱体至7mmN410Y0N420G02I22.5J0N430G40G00X-22.5Y50取消刀具半径补偿N440G49Z100M09取消刀具长度补偿N450M05N460M30备注粗铣、半精铣和精铣时使用通一个加工程序，只需调整刀具参数分3次调用相同的程序进行加工即可。项目实施项目实施项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工三、三、FANUC 0i MFANUC 0i M系统数控铣床加

17、工系统数控铣床加工项目实施项目实施1选择机床、数控系统并开机。2机床各轴回参考点。3安装工件。4安装刀具并对刀。5输入加工程序，并检查调试。6手动移动刀具退至距离工件较远处。7自动加工。8测量工件，优化程序，对工件进行误差与质量分析。项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工拓展知识拓展知识SIEMENS 802D MSIEMENS 802D M系统的基本编程系统的基本编程一、一、SIEMENS 802DSIEMENS 802D系统刀具补偿指令的格式和功能与系统刀具补偿指令的格式和功能与FANUC 0iFANUC 0i的不同之处的不同之处 （1）在SIEMENS 802D系统中，一个刀具可以匹配19个

18、不同补偿的数据组（用于多个切削刃），用D及其相应的序号可以编程一个专门的切削刃。若没有编写D指令，则D1自动生效；若编写D0，则刀具补偿值无效。 （2）可以在补偿运行过程中变换补偿号D，补偿号变换后，在新补偿号程序段的段起始点处，新刀具半径就已经生效，但整个变化需等到程序段的结束才能发生，这些修改值由整个程序段连续执行，圆弧插补时也一样。 （3）补偿方向指令G41和G42可以互相变换，无需在其中再写入G40指令。原补偿方向的程序段在其轨迹终点处按补偿矢量的正常状态结束，然后在其新的补偿方向开始进行补偿（在起始点按正常状态）。项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工1.1.刀具半径补偿刀具半径补偿指令

19、格式：G41/G42 G1/G0 X-Y-D-G41/G42 G1/G0 X-Y-D- G40 G1/G0 X- Y- G40 G1/G0 X- Y-说明：G41指刀具半径左补，G42指刀具半径右补，G40为取消刀具半径补偿。2.2.刀具长度补偿刀具长度补偿指令格式：G43/G44 G1/G0 Z-H-G43/G44 G1/G0 Z-H- G49 G1/G0 Z- G49 G1/G0 Z- 说明：G43刀具长度的正补，G44刀具长度的负补，G49取消刀具长度补偿。拓展知识拓展知识二、编程指令及应用二、编程指令及应用项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工例：用SIEMENS 802D系统编制如图3.

20、12所示的凸台零件程序。图3.12凸台以工件中心为编程原点，该零件数控铣削加工程序如表3.5所示拓展知识拓展知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工表3.5 SIEMENS 802D系统数控铣削加工程序顺序号程序注释BB.MPFN10G54G90 G40G17建立工件坐标系 安全指令N20M3S1200N30Z50N40M8N50G0X-17Y-40N60G0Z-3N70G41G1X-17Y-13D1F100建立刀具半径补偿N80G1Y7轮廓加工N90G2X-7Y17CR=10N100G1X17N110Y-7拓展知识拓展知识项目三项目三 轮廓的加工轮廓的加工N120G2X7Y-17CR=10N130G1X0N140Y-15N150G3X-8Y-7CR=8N160G